Робочий аркуш «Механічні коливання» з відповідями

Безкоштовний робочий аркуш для друку «Механічні коливання»: 6 задач від легких до рівня іспиту, з ключем відповідей. Роздрукуйте його або збережіть як PDF.

Для викладачів: можна безкоштовно друкувати, копіювати й використовувати на заняттях. Кожен новий аркуш має нові значення і власні відповіді. Будемо вдячні за посилання на ExamProblems на сторінці вашого курсу.

Ім’я: ____________________   Дата: ____________

1.Легка
kmδst​ = 8 mmненавантажена

Машина стоїть на пружинних опорах, які під її вагою стискаються на 8 mm. Розгляньте її як систему з одним ступенем вільності без демпфування й візьміть g = 9,81 m/s². Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

δst = 8 mmg = 9,81 m/s²
fn = Hz
2.Легка
k = 20 kN/mm = 150 kgx

Маса 150 kg висить на пружині жорсткістю 20 kN/m. Демпфуванням знехтуйте. Знайдіть власну кутову частоту ωn у rad/s.

m = 150 kgk = 20 kN/m
ωn = rad/s
3.Середня
k = 15 kN/mζ = 0,7m = 2 kg

Маса 2 kg на пружині жорсткістю 15 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,7. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 2 kgk = 15 kN/mζ = 0,7
fd = Hz
4.Середня
k = 100 kN/mζ = 0,45m = 12 kg

Маса 12 kg на пружині жорсткістю 100 kN/m має в’язкий демпфер, що дає коефіцієнт демпфування 0,45. Знайдіть частоту загасаючих вільних коливань fd у Hz.

m = 12 kgk = 100 kN/mζ = 0,45
fd = Hz
5.Складна
k1​ = 25k2​ = 50m = 25 kg

Маса 25 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 25 kN/m, нижня — k₂ = 50 kN/m. Знайдіть еквівалентну жорсткість keq системи пружин у kN/m.

m = 25 kgk1 = 25 kN/mk2 = 50 kN/m
keq = kN/m
6.Складна
k1​ = 40k2​ = 60m = 25 kg

Маса 25 kg висить на двох пружинах, з’єднаних кінець до кінця (послідовно): верхня пружина має k₁ = 40 kN/m, нижня — k₂ = 60 kN/m. Знехтуйте демпфуванням і масами пружин. Знайдіть власну частоту fn вертикальних коливань у Hz.

m = 25 kgk1 = 40 kN/mk2 = 60 kN/m
fn = Hz

Ключ відповідей

  1. 1. fn = 5,573 Hz
  2. 2. ωn = 11,55 rad/s
  3. 3. fd = 9,843 Hz
  4. 4. fd = 12,97 Hz
  5. 5. keq = 16,67 kN/m
  6. 6. fn = 4,931 Hz

Повні покрокові розв’язки: тренуйте цю тему на examproblems.com.